平面电视

国外有一种新型电视机叫做平面电视，它与普通电视机不大相同，它的图象显示器件只有几厘米厚，呈薄板状，可以象镜框那样挂在墙壁上。因此，又称之为壁挂式电视。除此之外，这种电视机在电路方面也与普通电视机不同，它采用的是数字式电路。下面分别予以介绍。

1. 场致发光显示板

大家都知道，普通的电视机是用显象管来显示图象，它有许多优点，但是体积大，工作电压高达一万多伏，不适应小型化，低电压化的要求。因此，人们一直想用一种体积小，而显示面积大的新型显示器来代替显象管。后来有人发现，将硫化锌粉末放在蓖麻油中，加上电压就会使粉末发光，这种现象称场致发光（也称电致发光）。人们利用这种现象作成了场致发光显示板，其结构如图1。先在平板玻璃上喷涂二氧化锡导电层，然后光刻腐蚀成相互平行的电极，称之为Y电极。再用丝网印刷法涂敷场致发光材料（例如硫化锌、铜）和非线性电阻材料（混有介质的硫化镉粉末）。在非线性层上制作相互平行的铝电极，称为X电极。为了防止潮气的侵袭，在显示板背面涂敷一层保护层。

X电极和Y电极在空间位置上是相互垂直的，它们的每个交叉点就是一个象素。如果能使这些象素有选择性地发光，就可以显示出图象或字符。这里我们用图2来说明它的工作原理。当在X\(_{1}\)电极和Y3电极上加上工作电压U\(_{a}\)时，则交叉点a1发光。假设我们要想显示字符“A”，但是如果这时把图2中所有X电极和Y电极都同时加上工作电压U\(_{a}\)，显然这会使图中所有35个交叉点都发光，不可能显示出“A”字。为了显示“A”字，这里我们模仿电视扫描的方法，在每一瞬间只使一个象素发光，例如将旋转开关Kx置于X\(_{1}\)电极，然后使旋转开关Ky旋转，并加以适当的控制电路，使其仅给Y\(_{3}\)电极加工作电压，则在这一行的扫描中，只有a1点发光。同样，将K\(_{x}\)置于X2电极，使旋转开关K\(_{y}\)旋转，使其仅给Y2和Y\(_{4}\)电极通电，则只有a2和a\(^{′}\)\(_{2}\)两点发光。依此类推，可使a3、a\(_{4}\)、a5、a\(_{6}\)和a7各点先后发光，便显示出字符“A”。如果K\(_{x}\)和Ky的旋转速度足够快，就会在显示板上显示出一个无闪烁的“A”字。在实际工作中，旋转开关是采用的电子开关，并且配以适当的控制电路来控制各象素的亮灭及明暗程度，就可以实现电视图象的显示。

场致发光显示板，有一个令人头痛的问题，即所谓交叉效应。我们以图2中的a\(_{1}\)点为例，由于场致发光粉没有明显的发光阈值电压，当给X1和Y\(_{3}\)电极加上工作电压a1发光时，整个X\(_{1}\)和Y3电极上都有一定电压，所以除a\(_{1}\)点发光外，K和P各点也会发光，只不过亮度不如a1点，这就是交叉效应。它会降低图象的对比度。在制作显示板时，涂敷非线性电阻层，就是为了减轻这种交叉效应的。

2. 气体放电显示板

由于场致发光粉没有发光阈值电压，会产生交叉效应，为了克服这种现象，人们在寻找发光阈值电压很明显的材料来制造平板显示器件。经研究发现，氖泡的发光阈值电压很明显，外加的电压不够180伏它决不会发光，因此人们经过一番努力研制成了气体放电显示板。不过发明者为了标新立异，特命名为等离子体显示板，其结构如图3所示。在两块玻璃板上分别设有X电极和Y电极，在电极上涂敷绝缘层。两块玻璃板保持一定的距离，四周用低熔点玻璃粉密封，以形成放电空隙，在空隙中充以氖——氩混合气体。当在X电极和Y电极之间加上着火电压时，就会使交叉点的气体放电发光。如配以上述扫描方式的控制电路，也可以显示电视图象。

由于气体放电显示板的电极表面有绝缘层，不仅可以防止气体放电时所产生的离子和电子轰击损坏电极，还可以存储电荷。因此，这种显示器件，特别适用于某些需要存储功能的应用中。

这种显示板虽然可以克服交叉效应，但它的工作电压却要在160伏以上。因此，它的控制电路很难直接采用集成电路。

3．液晶显示板

为了降低电压，减小功耗，人们又研制出用液晶取代气体放电显示板中的氖——氩混合气体，同时不用绝缘层，制作成了液晶显示板。液晶是一种具有晶体特性的液体，多属于芳香族这类有机化合物，已经发现两千多种液晶，不同的液晶具有不同的光电效应。液晶本身一般不发光，只能改变光学效果。在显示器件中常用的是动态散射效应。当在液晶层上加电压时，液晶就改变了透明性，变浑浊；一旦电压去除，液晶又恢复透明。因此，采用适当的控制电路给X电极和Y电极施加电压，就可以使某些交叉点（象素）变浑浊，便可以显示电视图象。

平板显示板要显示出电视图象都必需有一个控制电路。上述三种显示板的控制电路的基本原理大致相同。这里以场致发光电视机为例介绍平面电视的基本原理。

场致发光电视机的电路方框图如图4，是由X方向选址电路和Y方向灰度控制电路组成。X方向选址电路由奇、偶数场分离电路、计数器、译码器和X驱动电路组成。视频信号经过放大和同步分离后推动整个控制电路和显示板进行工作。

我们知道，在电视广播中采取隔行扫描的方式。因此，这里采用奇、偶场分离电路，把奇、偶场的场同步信号分离出来，送入译码器。以控制先扫奇数行，后扫偶数行。而从同步分离电路送来的行同步脉冲加到计数器上，每输入一个行同步脉冲，计数器就记一个“数”，同时输出一个脉冲，它和奇、偶场分离电路输出的信号一起控制译码器。使译码器先是在1、3、5……等奇数行依次输出移位脉冲，加到X驱动电路上，依次给X\(_{1}\)、X3、X\(_{5}\)……Xn＋1电极施工作电压，以实现奇数行的扫描。扫描完奇数行，再扫偶数行。

Y方向电路除了对Y电极进行选址外，还要实现对显示器件的亮度进行调制，以实现图象的亮暗层次。Y方向电路包括有灰度校正、延迟线、取样电路、记忆电路，放大电路以及取样脉冲形成和放电脉冲形成电路等。这里所以要设置灰度校正电路，是由于电视台发出的图象信号虽然已经作了灰度校正，但这种校正只是针对普通显象管电视机的荧光屏的特性预选进行的，不适合于场致发光显示板。所以，这里还要另外加一个灰度校正电路，以保证图象有足够的灰度等级，正确地重显原来的景象。

经过灰度校正后的图象信号，送入延迟线。经同步分离电路分离出来的行同步脉冲，直接送到放电脉冲形成电路和取样脉冲形成电路。这两个电路在行同步脉冲的控制下，先后产生的放电脉冲和取样脉冲分别加到各记忆电路和各取样电路。在放电脉冲的作用下，把记忆电路中已记忆的上一行的图象信号消掉。接着由取样脉冲，对延迟线中分布的本行图象信号进行取样，即把图象信号变成数字信号，经取样后的信号再送入各记忆电路。记忆电路的作用是延长每个象素的发光时间，以提高其发光亮度。记忆电路输出的信号经放大电路放大到一定幅度，加到各显示板各Y电极上。X方向和Y方向施加的电压在交叉点上合成工作电压U\(_{a}\)，使各象素发光。

由上述可知，由X方向选址电路和Y方向的延迟线实现场和行的扫描；由取样和记忆电路实现亮度调制，从而使场致发光显示板显示出电视图象。

近年来，随着科学技术的发展，平面电视已出现了许多种，除了上面介绍过的三种外，主要的还有薄膜式场致发光显示板。它具有电压低，亮度高和寿命较长等优点，已引起了人们的极大重视。自扫描等离子体显示板，其优是所需扫描电路比较简单，也容易调制灰度，目前正在大力发展。另外还有采用发光二极管芯片，将其排列成方阵，将正、负极按图2的方式连结起来，配以与图4相类似的驱动电路，也可以显示电视图象。

由于液晶平面电视可以用集成电路直接驱动，目前正在为大力发展着的袖珍式电视机所采用。例如日本研制成功的袖珍液晶电视机比香烟盒大一些，图象面积为36×48平方毫米，整机重量约640克（包括两节电池在内）。

平面电视的发展方向是：

1．尽力简化驱动电路、努力降低造价。这方面的主要问题是为平面电视研制各种集成电路。例如已经为液晶和场致发光平面电视研制出薄膜晶体管电路和高压莫斯集成电路。这些专用器件的研制成功，可使整机体积进一步缩小，造价降低。

2．彩色化。为了占领电视机的市场，平面电视还必须逐步实现彩色化。可惜在这方面进展较慢。气体放电平面电视在这方面发展得稍快些，已经研制成功彩色气体放电显示板。它是用氪气及氙气放电产生的紫外线去激励紫外光的荧光粉，使其发出红、绿、蓝三种基色，以便形成所需的各种颜色。但因其电路复杂，一直未出实验室。

3．平板显示器性能的改进。各类平板显示器件，各有优缺点。但普遍存在发光效率低、寿命短、分辨率较低、稳定性差。这些问题应该从改进器件的结构以及所采用的材料着手来解决。一旦问题得到解决，平板显示器件将取代显象管。平面电视将会普及。(彭国贤)